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题名基于四元数的偏流角跟踪与条带拼接成像研究
被引量:2
- 1
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作者
杜宁
王世耀
孟其琛
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机构
上海航天控制技术研究所
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出处
《上海航天》
2016年第6期31-37,共7页
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文摘
根据小卫星星载相机存在后视角或安装相机摆镜导致相机实际光轴无法与星体主轴平行的状况,为避免用欧拉角时的姿态解算与转序问题,提出了一种基于四元数的卫星偏流角跟踪与条带拼接成像姿态控制方法。用四元数描述卫星姿态,根据相对轨道系目标四元数,绕相机光轴转动偏流角,以此作为成像模式目标四元数,实现绕空间轴的偏流角跟踪控制。给出了姿态规划算法:固定偏置姿态确定偏流角跟踪后的目标姿态和目标角速度,用迭代法提高偏流角控制精度,并在姿态机动过程开始即进行偏流角跟踪,保证姿态机动到位和高精度偏流角跟踪的同时实现。基于内干扰力矩前馈方法设计了姿态机动控制律。以同轨双条带拼接成像为例,给出了成像控制方法:在对日或对地定向基础上,计算偏置目标姿态和目标角速度,并调用姿态机动控制算法;姿态机动到位后,若需当轨完成多目标姿态机动,则用姿态机动控制算法保持姿态偏置飞行和偏流角跟踪控制。数学仿真结果验证了该算法的有效性和高精度。
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关键词
时间延迟积分电荷耦合器件(TDI-CCD)相机
后视角
偏流角跟踪
条带拼接成像
立体成像
姿态规划
四元数
姿态机动
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Keywords
Time delay and integration charge-coupled device(TDI-CCD)camera
Rear-view angle
Drift angle control
Multistrip mapping stitching imaging
Stereo imaging
Attitude planning
Quaternion
Attitude maneuver
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分类号
V448.21
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名卫星机动过程成像的姿态规划与控制研究
被引量:4
- 2
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作者
杜宁
尹海宁
朱文山
朱虹
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机构
上海航天控制技术研究所空间飞行器敏捷机动控制技术实验室
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出处
《上海航天》
CSCD
2017年第6期13-19,共7页
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基金
科技部科研项目资助(2016YEB0500203)
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文摘
对有星载相机的卫星机动过程成像的姿态规划与控制进行了研究。为避免目标姿态的任意性产生的控制转序问题,用四元数描述偏流角跟踪控制。从用户角度出发,提出了两种适于机动过程成像的姿态规划模式:一是指定星体相对轨道系摆扫角速度,通过设定摆扫方向与卫星飞行方向成任意角度,可实现任意方向摆扫成像,另一是指定成像点经纬度条带,可实现海岸线等地面目标成像。在摆扫规划姿态的基础上,将绕相机光轴转过经迭代计算的偏流角作为最终的姿态控制基准,给出了高动态姿态机动控制算法。引入陀螺角速度信息以提高滚动姿态机动过程中的动态特性;将星体当前姿态与目标姿态偏差四元数作为姿态控制基准以实现任意姿态最短路径机动;以飞轮作为姿态控制执行机构,设计PD控制律,在机动过程中对内干扰力矩进行前馈控制。仿真结果验证了所提算法的有效性和工程可操作性,可用于对地成像小卫星机动过程成像的姿态规划与控制。
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关键词
小卫星
机动过程成像
相机偏流角
偏流角跟踪
姿态规划
姿态控制
摆扫方向
经纬度条带
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Keywords
micro satellite
imaging in attitude maneuver process
camera drift angle
drift angle tracking
attitude plan
attitude control
whiskbroom direction
latitude and longitude strip map
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分类号
V448.22
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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